(57)【要約】【課題】  本発明は、空気調和システムの運転制御方法に関するもので、特に空気調和システムの起動制御運転段階後に、システムが素早く安定化して定時制御運転を遂行するようにする空気調和システムの運転制御方法に関するものである。【解決手段】  空気調和システムにおいて、圧縮機周波数が予め設定された所定目標周波数に到達するまで運転する起動運転段階と、前記圧縮機の周波数が予め設定された所定目標周波数に到達した後、システムが正常に運転になることができるようにするシステム安定化段階と、システムがある程度水準を維持して運転される正常運転段階を備えていることを特徴とする。【選択図】      図４
2005055163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和システムにおいて、
圧縮機周波数が予め設定された所定目標周波数に到達するまで運転する起動運転段階と、
前記圧縮機の周波数が予め設定された所定目標周波数に到達した後、システムを正常に運転させるようにするシステム安定化段階と、
システムがある程度水準を維持して運転される正常運転段階を備えている空気調和システムの運転制御方法。
【請求項２】
前記システム安定化段階は、
膨脹装置の開度を調節してシステムの吐出過熱度を上昇させると同時に、所定時間に対するコンデンサーの温度変化量を予め設定した所定温度変化量と比べる第１段階と、
所定時間に対する前記コンデンサーの温度変化量が所定温度変化量以下の場合、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度を比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上であれば、前記膨脹装置開度を所定状態で開放する第２段階と
を備えている請求項１に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項３】
前記第２段階は、
システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度を比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度より小さい場合、所定時間に前記圧縮機側の温度変化量を測定する段階と、
前記所定時間の間の前記圧縮機側の温度変化量が、予め設定された所定温度変化値以下の場合に、前記膨脹装置開度を所定の状態で開放する段階と
を更に備えている請求項２に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項４】
前記コンデンサーの温度は、
前記コンデンサーを通過する配管において、位置変化による温度の変化率が０である地点の温度からなる請求項２に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項５】
前記コンデンサーの温度測定は、
前記コンデンサーの入口側配管温度を測定する請求項２に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項６】
前記コンデンサーの温度測定は、
前記コンデンサーの出口側配管温度を測定する請求項２に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項７】
前記圧縮機側の温度測定は、
前記圧縮機で吐出された冷媒が流れる配管の温度を測定することからなる請求項３に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項８】
前記システム安定化段階は、
膨脹装置の開度を調節してシステムの吐出過熱度を上昇させると同時に、所定時間に対するコンデンサーの温度変化量を予め設定された所定温度変化量と比べて、所定時間に対する前記コンデンサーの温度変化量が所定温度変化量以下の場合、膨脹装置の開度を１次所定状態で開放する第１段階と、
前記第１段階を経た後、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上の場合、前記膨脹装置開度を２次所定状態で開放する第２段階と、
を備えている請求項１に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項９】
前記第２段階は、
システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度未満の場合、所定時間の間の前記圧縮機側の温度変化量を測定する段階と、
前記所定時間の間の前記圧縮機側の温度変化量が、予め設定された所定温度変化値以下の場合、前記膨脹装置開度を所定状態で開放する段階と、
を更に備えている請求項８に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１０】
前記コンデンサーの温度は、
前記コンデンサーを通過する配管において、位置変化による温度の変化率が０である地点の温度からなる請求項８に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１１】
前記コンデンサーの温度測定は、
前記コンデンサーの入口側配管温度を測定する請求項８に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１２】
前記コンデンサーの温度測定は、
前記コンデンサーの出口側配管温度を測定する請求項８に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１３】
前記システム安定化段階は、
膨脹装置の開度を調節してシステムの吐出過熱度を上昇させると同時に、コンデンサーの温度を所定温度値と比べる第１段階と、
前記コンデンサーの温度が所定温度以上の場合、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上の場合、前記膨脹装置開度を所定状態で開放する第２段階と、
を備えている請求項１に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１４】
前記第２次安定化段階は、
システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度未満の場合、所定時間の間の前記圧縮機側の温度変化量を測定する段階と、
前記所定時間の間の前記圧縮機側の温度変化量が予め設定された所定温度変化値以下の場合、前記膨脹装置開度を所定状態で開放する段階とを更に備えている請求項１３に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１５】
前記コンデンサーの温度は、
前記コンデンサーを通過する配管において、位置変化による温度の変化率が０である地点の温度からなる請求項１３に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１６】
前記コンデンサーの温度測定は、
前記コンデンサーの入口側配管温度を測定する請求項１３に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１７】
前記コンデンサーの温度測定は、
前記コンデンサーの出口側配管温度を測定する請求項１３に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１８】
前記正常運転段階は、
前記膨脹装置の開度を所定の状態で維持しながら前記システムを一定の水準に運転する請求項１に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【請求項１９】
前記膨脹装置の開度調節は、
電子式線形膨脹バルブの開度調節によって行われる請求項２に記載の空気調和システムの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和システムの運転制御方法に関するもので、特に空気調和システムの起動制御運転段階後に、システムが素早く安定化して定時制御運転を遂行するようにする空気調和システムの運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エアコンは特定領域の空気を使用目的に合わせて空気の温度、湿度、空気の流動及び空気の清浄度などを調節するように機能する。
例えば、圧縮機と熱交換機を揃えて冷媒を流動させ、住居空間、食堂、図書館、または事務室などのような室内空間を冷房または暖房する冷暖房システム装置を言う。
【０００３】
以下、一般的なインバーターエアコンの構成と従来技術によるインバーターエアコンのシステム運転制御方法に対する説明と、これによる問題点に対して記述する。
先ず、一般的なインバーターエアコンは圧縮機、コンデンサーの機能をする室外熱交換機、蒸発器の機能をする室内熱交換機、前記室外熱交換機と室内熱交換機との間に備えられた膨脹装置、前記各構成を連結する配管そして予め設定された室内冷房温度、外部温度そして室内温度に基づき前記インバーターエアコンの冷凍サイクルを遂行するマイクロプロセッサ（図示せず）を備えている。
【０００４】
前記膨脹装置は、毛細管、温度調節式膨脹機で、または電子式線形膨脹バルブなどが使われ、前記インバーターエアコンの場合には運転周波数を低域帯から高域帯に変化させて運転するから、冷媒の流量制御範囲が制限される毛細管より前記電子式線形膨脹バルブ（以下ＬＥＶ）が主に使われる。
【０００５】
次に、従来のインバーターエアコン運転制御方法を説明する。
前記インバーターエアコンの運転制御方法は、圧縮機の運転周波数をおおよそ０Hzから予め設定された目標周波数まで増加させながら、前記インバーターエアコンを運転する起動運転段階と、前記起動運転段階が終わった後、言い換えれば、圧縮機が目標周波数に到達した後、前記圧縮機の目標周波数を維持させて前記インバーターエアコンを運転する正常運転段階とを備えている。
【０００６】
前記起動運転段階は、前記したように前記圧縮機を目標周波数まで増加させて運転する段階として、この段階で前記ＬＥＶの開度は所定部分開放された状態で前記コンデンサーを通過した冷媒を膨脹させる。
前記圧縮機が目標周波数に到達すれば、前記インバーターエアコンは正常運転段階に進入しなければならない。しかし、前記圧縮機が目標周波数に到達する時の吐出過熱度は室内を充分に冷房するには不足な状態である。ここで、前記吐出過熱度は前記圧縮機から吐出される冷媒の温度で前記コンデンサーの配管温度を引いた値をあらわす。
【０００７】
前記吐出過熱度を適正過熱度水準に高めるために、前記ＬＥＶ開度を所定時間更に小さく閉じており、このような過程でシステムの吐出過熱度が前記適正過熱度を越えて過熱される状態、すなわちオーバーシュートに至るようになる。
【０００８】
したがって、従来のインバーターエアコン運転制御方法には次のような問題点がある。
先ず、前記のようにシステムの吐出過熱度が前記適正過熱度を越えて過熱されれば、前記システムが不安定な状態となり、これを再び安定化させるには所定の時間を必要とする問題がある。
次に、前記のようにシステムを安定化させるには所定時間を必要とすることによって電力消費が増加するという問題がある。
【０００９】
前記の問題点に対応して、前記インバーターエアコンが前記圧縮機の周波数が目標周波数まで到達される起動運転段階を経て、正常運転段階に進入する過程でシステムの不安定現象を防止することができるインバーターエアコンの運転制御方法の開発が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明は起動運転段階と正常運転段階との間に別途のシステム安定化段階を置くことで、空気調和システムの運転効率を高めることができる空気調和システムの運転制御方法を提供することをその目的とする。
【００１１】
前記の目的を果たすために、本発明は圧縮機周波数が予め設定された所定目標周波数に到達するまで運転する起動運転段階；前記圧縮機の周波数が予め設定された所定目標周波数に到達した後、システムが正常に運転されるようにするシステム安定化段階；そしてシステムがある程度水準を維持して運転される正常運転段階を備えている空気調和システムの運転制御方法を提供する。
【００１２】
前記システム安定化段階は、膨脹装置の開度を調節してシステムの吐出過熱度を上昇させると同時に、所定時間に対するコンデンサーの温度変化量を予め設定された所定温度変化量と比べる第１段階；そして所定時間に対する前記コンデンサーの温度変化量が、所定温度変化量以下の場合、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度を比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上であれば、前記膨脹装置開度を所定状態で開放する第２段階を備えている。
【００１３】
ここで、前記第２段階は、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度を比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度より小さな場合、所定時間に対する前記圧縮機側の温度変化量を測定する段階；そして前記所定時間間隔のうち、前記圧縮機側の温度変化量が予め設定された所定温度変化値以下の場合、前記膨脹装置開度を所定状態で開放する段階を更に備えている。
【００１４】
前記コンデンサーの温度測定は、前記コンデンサーを通過する配管において、その地点前、後の温度と一定の部分の温度を測定する方式で成り立つ。
前記コンデンサーの温度測定は、前記コンデンサーの入口側配管温度を測定する方式で成り立つこともできる。
そして、前記圧縮機側の温度測定は、前記圧縮機で吐出された冷媒が流れる配管の温度を測定する方式で成り立つ。
前記正常運転段階は、前記膨脹装置の開度を所定量に維持しながら前記システムを一定の水準に運転するように成り立つ。
前記膨脹装置の開度調節は、電子式線形膨脹バルブの調節によって行われる。
【００１５】
一方、前記システム安定化段階は、膨脹装置の開度を調節してシステムの吐出過熱度を上昇させると同時に、所定時間に対するコンデンサーの温度変化量を予め設定された所定温度変化量と比べて、所定時間に対する前記コンデンサーの温度変化量が所定温度変化量以下の場合、膨脹装置を１次所定状態で開放する第１段階；そして前記第１段階を経た後、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上の場合、前記膨脹装置の開度を２次所定状態で開放する第２段階を備えていることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
前記のように構成された空気調和システムの運転制御方法によると、冷、暖房運転の時空気調和システムの運転効率を高めることができ、システムの過熱による電力損失を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の目的が具体的に実現される本発明の望ましい実施例が添付された図面を参照して説明する。
本発明実施例を説明するにおいて、同一構成に対しては同一名称及び同一符号が使われているので、これによる付加的な説明は省略する。
本発明に対する理解のために、エアコンの機能について先に説明する。
エアコンは、住居空間や事務所、食堂などのような室内空間を冷房または暖房する機能をする。
このようなマルチエアコンにおいて、冷房運転の時には室内の熱を吸収した低圧の冷媒を高圧の状態で圧縮した後、外部空気中に熱を放出する。一方、暖房運転時にはこのような過程が反対に成される。
【００１８】
図１には本発明によって運転される空気調和システムの概略的構成が図示されている。
図１を参照すれば、前記空気調和システムはインバーター空気調和システムとして、冷媒を吸いこんで高温、高圧に圧縮して吐出する圧縮機１、前記高温、高圧の冷媒を凝縮して外部に熱を放出するコンデンサー２、前記コンデンサーから流出された冷媒を低温、低圧で膨脹させる膨脹装置３、そして前記低温、低圧の冷媒が外部の熱を吸収して蒸発する蒸発器４を備えている。
【００１９】
そして、前記空気調和システムは前記圧縮機１側に設置される第１温度センサー１ａ、そして前記コンデンサー２側に設置される第２温度センサー２ａを更に備えている。
また、前記図１に図示してはいないが、本発明によって運転される空気調和システムは前記第１温度センサー１ａそして第２温度センサー２ａで測定された温度を通じて全体システムの運転を制御するマイクロプロセッサ（図示せず）を更に備えている。
【００２０】
前記第１温度センサー１ａは前記したように、前記圧縮機側の温度を測定するように設置し、前記圧縮機で吐出された冷媒が流れる配管の温度を測定するように設置することが望ましい。
前記第２温度センサー２ａはコンデンサーの温度を測定するように設置される。更に詳しくは、前記コンデンサー２の温度測定は、前記コンデンサーを通過する配管において、その地点前、後の温度と一定の部分の温度を測定する方式からなる。
そして、前記コンデンサー２の温度測定は、前記コンデンサーの入口側または出口側配管温度を測定する方式からなることもできる。
【００２１】
一方、前記膨脹装置３は電子式線形膨脹バルブからなることが望ましい。
次に、前記空気調和システムの構成及び添付された図面を参照して本発明による空気調和システムの運転制御方法を説明する。
図１及び図２を参照すれば、本発明による空気調和システムの運転制御方法は、前記空気調和システムを起動運転する段階（Ｓ１０）、前記起動運転段階が終われば、前記空気調和システムを安定化させる段階（Ｓ２０）、そして前記空気調和システムを一定の水準に維持させて運転する正常運転段階（Ｓ３０）を備えている。
【００２２】
以下前記の各段階を詳しく説明する。
前記起動運転段階Ｓ１０は、前記空気調和システムの電源がつけられると、前記圧縮機１の運転周波数が室内温度、室外温度などの条件によって決まった前記圧縮機の目標周波数に到達するまで前記システムを運転する初期運転段階にあたる。
前記圧縮機の運転周波数が前記目標周波数に到達すれば、その水準で前記圧縮機の運転が維持される。しかし、室内を冷房するに十分な温度まで至らない状態で前記圧縮機側温度とコンデンサーの温度は上昇し続ける状態となる。
【００２３】
ここで、前記圧縮機１側温度は圧縮機から冷媒が吐出される配管の温度を測定することが望ましい。
そして、前記過熱度は前記圧縮機吐出側配管温度で前記コンデンサー温度を引いた値のことをいい、便宜上これを吐出過熱度と称することにする。
前記起動運転段階が終了すれば、第１段階と第２段階を備えている前記システム安定化段階Ｓ２０が始まる。
前記第１段階Ｓ２１は、膨脹装置の開度を調節して前記システムの吐出過熱度を上昇させると同時に、所定時間に対するコンデンサーの温度変化量を予め設定された所定温度変化量と比べる段階である。
【００２４】
前記のように本発明は、前記吐出過熱度を一定の水準まで上昇させるために前記膨脹装置３の開度を調節する。更に詳しくは、前記膨脹装置の開度を閉める方式で前記吐出過熱度を上昇させるようになる。その理由としては、前記膨脹装置の開度量を前記起動運転段階時の開度量より更に小さくすれば、前記吐出過熱度が増加するからである。
【００２５】
前記第１段階を数学式で表現すれば次のようである。
【００２６】
【数１】
2005055163.tif 000003
【００２７】
前記数学式で、ΔＴcondは前記コンデンサーの温度変化量を示し、ΔＴcondは時間変化を示し、αは予め設定されたコンデンサーの所定温度変化率を示す常数である。
【００２８】
一方、図２に示された第１段階は、前記コンデンサーの温度変化量と予め設定された所定温度変化量とを比べるようになっているが、図示してはいないが、前記第１段階は前記コンデンサーの温度と予め設定された所定温度とを比べる段階からなることで可能である。
前記第２段階Ｓ２２は、所定時間に対する前記コンデンサー２の温度変化量が所定温度変化量以下の場合、前記システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上であれば、前記システムの安定化に十分な時間が確保されたと判断し前記膨脹装置３の開度を所定状態で開放する段階である。
【００２９】
前記段階を数学式で表現すれば次のようである。
【００３０】
【数２】
2005055163.tif 000004
【００３１】
前記数学式で、ΔＴshは現在吐出過熱度を示し、ΔＴtargetは目標吐出過熱度を示し、βは前記目標吐出過熱度に対する現在吐出過熱度の割合をあらわす常数である。
前述した第２段階は、前記値が１である場合であり、その価格は運転条件によって変化することは自明である。
【００３２】
一方、前記第１段階は１次システム安定化判断段階と言える。その理由としては、前記コンデンサー温度変化量が所定温度変化量以下であれば、前記システムが安定化している状態であるからである。
そして、前記第２段階Ｓ２２は、前記システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて、前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度より小さい場合、所定時間に対する前記圧縮機吐出側の温度変化量を測定して、前記所定時間の間、前記圧縮機吐出側の温度変化量が予め設定された所定温度変化値以下の場合、前記システムの安定化に十分な時間が確保されたと判断して前記膨脹装置開度を所定状態で開放する段階Ｓ２３を更に備えていることが望ましい。
【００３３】
前記段階を数学式で表現すれば次のようである。
【００３４】
【数３】
2005055163.tif 000005
【００３５】
前記数学式で、ΔＴdischargeは前記圧縮機吐出側の温度変化量を示し、Δｔは時間変化を示し、γは予め設定された圧縮機吐出側の所定温度変化率を示す常数である。
【００３６】
前記コンデンサー２の温度測定は、前記コンデンサーを通過する配管において、その地点前、後の温度が一定の部分の温度を測定する方式からなる。
そして、前記正常運転段階Ｓ３０は、前記膨脹装置の開度を所定状態で維持しながら前記システムを一定の水準に運転する段階である。
【００３７】
一方、システム安定化段階の更に他の実施例を図３を参照して説明する。
図３を参照すれば、前記システム安定化段階Ｓ２００は、前記膨脹装置３の開度を調節してシステムの吐出過熱度を上昇させる同時に、所定時間に対する前記コンデンサー２の温度変化量を予め設定された所定温度変化量と比べて、所定時間に対する前記コンデンサーの温度変化量が所定温度変化量以下の場合、膨脹装置の開度を予め設定された所定状態で１次開放する第１段階Ｓ２１０、そして前記第１段階を経った後、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度以上の場合、前記システムの安定化に十分な時間が確保されたと判断して前記膨脹装置３の開度を予め設定された所定状態で開放する第２段階Ｓ２２０を備えている。
【００３８】
そして、前記第２段階Ｓ２２０は、システムの吐出過熱度と予め設定された所定吐出過熱度とを比べて前記システムの吐出過熱度が予め設定された所定吐出過熱度未満の場合、所定時間の間の前記圧縮機１吐出側の温度変化量を測定して、前記所定時間の間の前記圧縮機吐出側の温度変化量が予め設定された所定温度変化量以下の場合、前記システムが安定化するのに十分な時間が確保されたと判断して前記膨脹装置開度量適正値で開放する段階Ｓ２３０を更に備えることが望ましく、前記段階Ｓ２３０は前記図２に現われた実施例と同様である。
【００３９】
一方、図４Ａと図４Ｂは、従来システムの制御方法と本発明によるシステム制御方法との比較運転結果をあらわしたグラフであって、図４Ａに図示したように、従来は初期起動制御完了時点で圧縮機１吐出温度のオーバーシュートが発生するなどシステムが不安定であ、これによりシステムの安定化への所要時間が長かった。
しかし、図４Ｂに図示したように、本発明では圧縮機１吐出温度のオーバーシュートが防止されてシステムの安全性が向上することでシステムの安定化への所要時間も短くなることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によるマルチエアコンの運転制御方法の効果は次の通りである。
第一、本発明による空気調和システムの運転制御方法は、空気調和システムが初期起動運転された後、正常運転に進入する時間が短縮される。
第二、本発明による空気調和システムの運転制御方法は、空気調和システムが正常運転される前に必要以上に過熱することを防止して運転効率を向上させる。
第三、本発明による空気調和システムの運転制御方法は、正常運転に進入する時間が短縮され、過熱が防止されるので、消費電力を減らすことができる。
以上、本発明の好適な一実施態様について説明したが、前記実施態様に限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によって制御される空気調和システムの概略的構成を示した図である。
【図２】本発明による空気調和システムの運転方法をあらわしたフローチャートである。
【図３】本発明による空気調和システムの運転方法の更に他の実施例をあらわしたフローチャートである。
【図４】空気調和システム運転制御方法によるシステム運転結果をあらわしたグラフであり、Ａは従来、Ｂは本発明である。
【符号の説明】
【００４２】
１…圧縮機
１ａ…第１温度センサー
２…コンデンサー
２ａ…第２温度センサー
３…膨脹装置
４…蒸発器
Ｓ１０…起動運転段階
Ｓ２０…システム安定化段階
Ｓ３０…正常運転段階
【図１】
2005055163.tif 000006
【図２】
2005055163.tif 000007
【図３】
2005055163.tif 000008
【図４】
2005055163.tif 000009